Linux C 数据结构——栈

   还是先把这张图贴出来，以便对比和理解

  

  栈是限制在一段进行插入操作和删除操作的线性表（俗称堆栈），允许进行操作的一端称为“栈顶”，另一固定端称为“栈底”，当栈中没有元素称为“空栈”。特点：先进后出（FILO）。

栈顶即top，这里top有两种定义方式：

1、满栈（Full Stack）,top指向最后一个使用的空间；

2、空栈（Empty Stack），top指向下一个可用的空间；

     栈也是线性表，所以也分顺序存储和链式存储：

一、顺序存储

       栈是顺序表的一种，具有顺序表同样的存储结构，由数组定义，配合用数组下表表示的栈顶指针top(相对指针)完成各种操作。

typedef int data_t;  //定义栈中数据元素的数据类型
typedef struct
{
	date_t *data;  //用指针指向栈的存储空间
	int maxlen;    //当前栈的最大元素个数
	int top;  //指向栈顶位置（数组下标）的变量
}seqstack_t;  //顺序栈类型定义

如图，我们可以看到，栈的顺序存储与顺序表的区别，顺序表数组大小是固定的，这样限制了我们的后期修改，而栈的顺序存储将数据域单独开辟了一片空间才存放，大小为maxlen*sizeof(data_t), 下面是栈的基本运算：

1、创建栈

seqstack_t *CreateEmptyStack(int max_len)
{
	seqstack_t *stack;
	stack = (seqstack_t *)malloc(sizeof(seqstack_t));
	stack->data = (data_t *)malloc(sizeof(data_t)*max_len);
	stack->top = -1;
	stack->max_len = max_len;

	return stack;
}

2、摧毁一个栈

void DestroyStack(seqstack_t *stack)
{
	if(stack != NULL)
	{
		if(stack->data != NULL)
			free(stack->data);

		free(stack);
	}
}

3、清空一个栈

void ClearStack(seqstack_t *stack)
{
	if(stack != NULL)
		stack->top = -1;
}

4、判断栈是否为空

int EmptyStack(seqstack_t *stack)
{
	if(stack == NULL)
		return -1;

	return(stack->top == -1 ? 1 : 0);
}

5、判断栈是否为满

int FullStack(seqstack_t *stack)
{
	if(stack == NULL)
		return -1;

	return(stack->top == (stack->max_len - 1) ? 1 : 0);
}

6、进栈

int PushStack(seqstack_t *stack ,data_t x)
{
	if(FullStack(stack))
		return -1;
	else
	{
		stack->top++;
		stack->data[stack->top] = x;
	}

	return 0;
}

7、出栈

int PopStack(seqstack_t *stack,data_t *x)
{
	if(EmptySqstack(stack))
		return -1;
	else
	{
		*x = stack->data[stack->top];
		stack->top--;
	}

	return 0;
}

8、取栈顶元素

int GetTop(seqstack_t *stack,data_t *x)
{
	if(EmptyStack(stack))
		return -1;
	else
		*x = stack->data[stack->top];

	return 0;
}

 

二、链式存储

        若是栈中元素的数目变化范围较大或不清楚栈元素的数目，就应该考虑使用链式存储结构。人们将用链式存储结构表示的栈称作"链栈"。链栈通常用一个无头结点的单链表表示。如图所示：

插入操作和删除操作均在链表头部进行，链表尾部就是栈底，栈顶指针就是头指针；

typedef int data_t;
typedef struct node_t
{
	data_t data;  //数据域
	struct node_t *next;  //链接指针域
}linkstack_t; //链栈类型定义

栈（链式存储）基本运算如下：

1、创建空栈：

linkstack_t *CreateLinkstack()
{
	linkstack_t *top;
	top = (linkstack_t *)malloc(sizeof(linkstack_t));
	top->next = NULL;
	
	return top;
}

2、判断是否为空栈：

int EmptyStack(linkstack_t *top)
{
	return (top->next == NULL ? 1 : 0);
}

3、入栈

void PushStack(linkstack_t *top,data_t x)
{
	linkstack_t *p;
	p = (linkstack_t *)malloc(sizeof(linkstack_t));
	p->data = x;
	p->next = top->next;
	top->next = p;

	return;
}

4、出栈

int PopStack(linkstack_t stack,data_t *x)
{
	if(stack->next == NULL || stack == NULL)
		return -1;

	linkstack_t p;
	p = stack->next;
	stack->next = p->next;
	if(x != NULL)
		*x = p->data;
	free(p);

	return 0;
}

三、栈的应用